CN1239450A - 铣刀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于旋转切屑机加工的铣削刀具。该刀具包括：一切削头(10)、一保持装置(11)、和一刀杆(12)。该切削头(10)具有至少一个切削刃(27)，该切削刃与该切削头为一体。该切削头和该保持装置包括搭接的不对称装置(15、19)，它们用于该切削头与该刀杆的装配。该切削头包括二个主切削刃(27)，每一主切削刃(27)包括一个直刃(27A)和一个具有凸出曲面的、最好为部分圆形的刀刃(27B)。所述凸刃(27B)位于该所述直刃(27A)的径向外侧。本发明还涉及一种用于该刀具的切削头。

Description

铣刀
发明背景
本发明涉及一种用于旋转切屑机加工的铣削刀具，并且涉及一种用于这种刀具的切削头。
现有技术
从现有技术可知，US-A-4,850,759提供了一种解决方案以解决具有可互换切削刃的小尺寸铣削刀具问题。但是，在一些方面上这种刀具的问题还是很明显的，在工具钢的铣型过程中，刀具在向上修型过程中的切削速度不是很高。这是由于现有刀具在向上修型过程中的最大切削深度相对较小造成的。
另外，还提供有一种特别在向上修型的过程中使用的带螺纹的圆形切削刀片。由于尺寸经常很小，因此中空的刀片变得相对较脆弱，这会导致刀具的断裂。
发明目的
本发明的一个目的是提供一种刀具，该刀具可解决上述问题。
本发明的另一目的是提供一种刀具，该刀具具有圆形切削刀片的优点，并且具有理想的强度。
本发明的又一目的是提供一种刀具，该刀具容易切削工件。
本发明的再一目的是提供一种切削头，该切削头能够以高切削速度向上进行切削。
本发明的这些和其他目的可通过在本发明精神和范围内的上述类型的刀具和切削头来实现。
附图简述
下面参照附图对本发明的实施例进行描述，其中：
图1为一局部剖视图，示出了根据本发明的刀具在装配状态下与工件进行啮合；
图2A和图2B为根据本发明的切削头的详细侧视图；
图3为图2中沿III-III线的剖面图；以及
图4为切削头的顶视图。
发明详述
根据本发明的刀具，在图1所示的实施例中，包括一切削头10、形式为锁定螺丝11的一保持装置、和一刀杆12。该刀具包括钩形装置15、19，它们分别设置在切削头和锁定螺丝上。
切削头10的切削刃设置在远离刀杆12的端部13上。切削头10的优选形状在图2A—4中被详细地示出。切削头10采用坚硬的材料，最好为硬质合金，并且该切削头包括二个主切削刃27。或者，主切削刃的数量也可以为一至六个。每个主切削刃包括一个直刃27A和一个具有凸出曲面的、最好为部分圆形曲面的切削刃27B，主切削刃是沿着余隙面(clearance surface)28和切屑面(chip surface)29的交线形成的。主切削刃27A是直的，并且它们位于一个共同的假想圆柱上，该圆柱与刀具及切削头的旋转轴线CL同心。或者，该切削刃27A可以布置在一个假想的截头圆锥体上，该圆锥的锥顶朝向刀杆12。主切削刃27A之间的直径距离用C表示，该距离通常在6—16mm的范围内。每一主切削刃27B经一半径为R1的圆角连接到与其相联的直刃27A上，R1最大为1mm。主切削刃27B具有一圆形延伸部，其从半径R1处延伸到一平面P，该平面垂直于中心轴线CL。每一主切削刃27B由一半径R2界定，该半径的中心位于一平分线B上。该平分线通过一假想的角部来界定，该角部是通过平面P与一位于主切削刃27B的径向最外点处的直线相交而形成的，所述直线平行于旋转轴线CL。主切削刃27B的一大部分位于该平分线之上，而该主切削刃27B的一小部分位于该平分线之下。主切削刃27B之间的直径距离用D表示，该距离D比距离C大几个毫米。形状为凸出曲面的切削刃27B在所述平面P上转化成一副切削刃(minor cutting edge)30，所述切削刃大致与平面P重合，并径向向内延伸。半径R2小于距离D的一半，通常在1—6mm的范围内。副切削刃30与旋转轴线CL的夹角σ为90°或略小，从而在铣削过程中改善了切削性能。
每一切屑面29均大致呈凹面形，该切屑面从主切削刃27沿径向向内并从副切削刃30沿轴向向内且远离切削头自由端13的方向延伸。切屑面29与余隙面28A、28B之间的夹角α为60°—80°。副切削刃30形成在容屑槽29和余隙斜面31的交界处，其径向延伸部起始在假想圆柱的径向内侧。副切削刃30与一横切刃(cross-cuttingedge)40相连，该横切刃与切削头的旋转轴线CL相交，从而使刀具在铣削过程中能够钻入工件。横切刃40的长度为0.5—1.5mm。切断面(cut-out surface)41与横切刃40成一直线，以减小钻削过程中的进给力。余隙斜面31的余隙角(clearance angle)β为10°—20°，该角度选择成最好比主切削刃的余隙角α更尖锐，以允许在向内修整切削(ramping)或钻削过程中的高速进给。副切削刃30和凸刃27B的径向延伸可通过角度ε进行描述，如图2B所示，该角度为120°—140°。应该注意到，术语“修整切削”在此的意思是在相对于旋转轴线CL的所有角度上的进给方向上的铣削，该旋转轴线不是传统的钻削方向。
切削头在靠近刀杆12的端部上，具有第一圆锥部14，该圆锥部具有第一啮合装置15，该啮合装置在所示实施例中包括第一凸缘16和第一凹槽17。切削头10的中部有一楔形夹紧装置(key grip)32，其应用在下面进行描述。
锁定螺丝11最好为钢制，其在靠近切削头10的端部上具有第二圆锥部18，该圆锥部具有第二啮合装置19，该啮合装置用来与第一啮合装置15互相作用。如图1所示，第二啮合装置19的设置使得第二圆锥部18的大部分被除去。第二啮合装置包括第二凸缘20和第二凹槽21。在有效位置上，第一凸缘16与第二凹槽21相互作用，而第二凸缘20与第一凹槽17相互作用。
在第二啮合装置19的轴向内侧，锁定螺丝11在轴向方向上有一带有外螺纹、最好呈圆柱形的部分22。一种艾伦型楔形夹紧装置(Allen key grip)设置在锁定螺丝11的轴向最内端，由此锁定螺丝11的松开和拧紧可通过刀杆12的内部通道24进行。然而通常锁定螺丝的拧紧和松开是通过外部楔形夹紧装置32来完成的。或者，螺纹26可布置在一可拆卸套筒的一端，而该套筒的另一端设有一外部螺纹和一楔形夹紧装置。
刀杆12在靠近切削头10的一端上设有一锥座25，该座可容纳分别为切削头10和锁定螺丝11的第一和第二圆锥部14和18。在锥座25的内部，刀杆12有一大体呈圆柱形的内螺纹部26，该螺纹部可与锁定螺丝11的外螺纹部22相互作用。
刀具的安装与拆卸与在US-A-4,850,759中描述的方式很接近，因此将该专利引入本发明的说明中作为参考。利用外螺纹22和内螺纹26之间的相互配合，可使锁定螺丝11，进而使切削头10沿轴向移入刀杆12中，直到锥形部14与锥座25相互抵靠，即达到图1中所示的位置。此时，切削头10以一种令人满意的方式被固定在刀杆12中。
刀具中的螺纹22和26可以是右旋螺纹以用于右旋的切削，也可以是左旋螺纹而用于左旋的切削。
对于上面描述的实施例，切削头和锥座的圆锥角应该小于25°。另外，需要指出的是，上述实施例涉及铣削刀具，即绕其纵向中心轴线进行旋转的刀具。带有小切削部的铣刀应该为本发明的主要应用范围。
从图1中可看出，如果铣刀要在工件42上铣削一台肩，铣刀应在旋转过程中沿箭头I的方向被引入而抵靠台肩，从而使铣刀切削进入图1所示位置。然后，铣刀旋转着沿箭头O的方向，垂直地向工件的外侧进给，由此形成了台肩的新的边界表面，该表面在图1中用虚线示出。通过圆形的主切削刃，可形成一具有半径R2的较尖的角部，而该刀具也可在朝着心轴的方向上切削材料(未示出)。
因此，根据本发明的铣削刀具不仅可作为普通硬质合金端铣而进行铣削，还可以在朝着心轴的转动行程中切削材料。在后者的操作过程中，切削头上出现张力，因此所选择的保持结构优于其他解决方案。
本发明不仅仅局限于上述实施例，在本发明的精神和范围内，本发明可作出各种修正。

Claims (9)

1.  用于旋转切屑机加工的铣削刀具，所述刀具包括：一切削头(10)、一保持装置(11)、和一刀杆(12)，其中该切削头(10)具有至少一个切削刃(27、30)，该切削刃与该切削头为一体，所述切削头和所述保持装置包括搭接的不对称装置(15、19)，它们用于该切削头与该刀杆的装配，所述刀具有一旋转轴线(CL)，其特征在于，
该切削头包括一至六个主切削刃(27)，每一主切削刃(27)包括一个直刃(27A)和一个具有凸出曲面的、最好为部分圆形的切削刃(27B)，所述凸刃(27B)位于该所述直刃(27A)的径向外侧。
2.  根据权利要求1所述的铣削刀具，其特征在于，
所述各直刃(27A)位于一共同的假想圆柱上，该圆柱具有第一直径(C)，所述圆柱与该刀具的旋转轴线(CL)同心，所述圆柱或者为一假想的截头圆锥，该圆锥的顶点靠近该刀杆(12)；所述凸刃(27B)至少部分地位于所述圆柱或所述圆锥的径向外侧。
3.  根据权利要求1或2所述的铣削刀具，其特征在于，
所述搭接的不对称装置包括钩形装置(15、19)，所述切削头采用硬质合金，所述保持装置为钢制；所述保持装置(11)有一外螺纹部(22)，该保持装置用于在该刀具的一有效位置处与所述刀杆(12)的一内螺纹槽(26)或一带有内螺纹的套筒进行啮合，所述切削头(10)具有一圆锥部(14)，所述刀杆(12)具有一锥座(25)，该锥座在该刀具的该有效位置容纳该圆锥部(14)，所述切削头(10)通过所述钩形装置(15、19)可拆卸地与所述保持装置(11)相连。
4.  根据前述任一权利要求所述的铣削刀具，其特征在于，
所述切削头有二个主切削刃(27)；所述凸刃(27B)之间的直径距离比所述圆柱的直径(C)大几个毫米；所述的凸出曲面刃(27B)在一平面(P)处转化成一副切削刃(30)，该平面与所述旋转轴线垂直。
5.  具有至少一个切削刃(27、30)的切削头，所述切削头用于放入一用于旋转切屑机加工的刀具中，所述刀具包括：一切削头(10)、一保持装置(11)、和一刀杆(12)，其中该切削头(10)具有至少一个切削刃(27、30)，该切削刃与该切削头为一体，所述切削头和所述保持装置包括搭接的不对称装置(15、19)，它们用于该切削头与该刀杆的装配，其特征在于，
该切削头包括一至六个主切削刃(27)，每一主切削刃(27)包括一个直刃(27A)和一个具有凸出曲面的、最好为部分圆形的刀刃(27B)，所述凸刃(27B)位于该所述直刃(27A)的径向外侧。
6.  根据权利要求5所述的切削头，其特征在于，
所述各直刃(27A)位于一共同的假想圆柱上，该圆柱具有第一直径(C)，所述圆柱与该刀具的旋转轴线(CL)同心，所述圆柱或者为一假想的截头圆锥，该圆锥的顶点靠近该刀杆(12)；所述凸刃(27B)至少部分地位于所述圆柱或所述圆锥的径向外侧。
7.  根据权利要求5或6所述的切削头，其特征在于，
所述切削头采用硬质合金；每一所述主切削刃(27A、27B)沿一余隙面(28A、28B)和一切屑面(29)之间的交线形成。
8.  根据权利要求7所述的切削头，其特征在于，
所述搭接的不对称装置包括一钩形装置(15)。
9.  根据权利要求8所述的切削头，其特征在于，
每一所述主切削刃(27)与一副切削刃(30)相连，所述切削头有二个主切削刃(27)；所述凸刃(27B)之间的直径距离比所述圆柱的直径(C)大几个毫米；所述的凸出曲面刃(27B)在一平面(P)处转化成一副切削刃(30)，该平面与所述旋转轴线垂直。
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